Реформований карбоновий каркас підвищує безпеку батарей і їхню потужність

Ковалентне зшивання у літій-іонних акумуляторах: інновації від університету Тохоку

Розробки в галузі альтернативної енергетики часто дивують своїми інноваціями, і однієї з таких стала робота дослідників з Університету Тохоку. Вони створили новаторський матеріал для анодів літій-іонних акумуляторів, що отримав назву Mg4C60. За своєю природою, цей матеріал базується на ковалентно зшитій структури fullerene, що значно поліпшує зберігання літію та підвищує стабільність акумуляторів під час швидкої зарядки.

Створюючи Mg4C60, дослідники з’єднали молекули fullerene (C60) за допомогою ковалентних мостів, формуючи шарувату структуру. Це утворення не лише витримує структурний колапс, але й запобігає втраті активного матеріалу під час численних циклів зарядки та розрядки. Це значне досягнення порівняно зі звичайними літій-іонними акумуляторами, в анодах яких використовується графіт. Графітові аноди мають декілька слабких місць, зокрема обмеження у швидкості зарядки та створення ризиків безпеки через утворення літію на поверхні.

На відміну від традиційного підходу, ковалентно зшите оздоблення Mg4C60 пропонує інший механізм зберігання літію. Завдяки використанню вуглецевого носія, який залишається структурно міцним навіть при інтенсивному використанні, це рішення вирішує обидві основні проблеми наявних акумуляторів.

Майбутнє досліджень та масштабування

Дослідницька група планує не зупинятися на досягнутому й розширити концепцію ковалентного зшивання на широкий спектр позитивних структур fullerene та інших вуглецевих матеріалів. Їхня мета – створення родини стабільних, високоякісних анодних матеріалів, розроблених спеціально для швидкозарядних акумуляторів.

Також плануються подальші дослідження в співпраці з промисловими партнерами для оцінки можливостей масштабування революційних матеріалів типу Mg4C60 та їх інтеграції у практичні формати акумуляторів. Це може відкрити нову еру у виробництві енергетичних рішень, що поєднують високу ефективність і безпеку.

Цей прорив у технології анодів може суттєво змінити спосіб, яким ми заряджаємо наші пристрої, від смартфонів до електромобілів, підвищуючи швидкість, безпеку та термін служби батарей. Слідкуйте за подальшим розвитком подій, адже технологія не стоїть на місці, і у світі альтеративної енергетики кожен день приносить нові відкриття.